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¿Como se convierte la enegia solar en energia electrica?

Hola amigos, espero y no les asuste el tamaño del post, pues aunque parezaca mucho, la lectura es facil de digerir, bueno espero y les agrade:

Introduccion:

Una de las inagotables funtes de energía que posemos es el Sol. En la actualidad hay varias maneras de aprovechar la energía solar. Una de estas formas es convertir la energía proveniente del Sol directamente en energía eléctrica usando paneles solares.

Los paneles solares proporcionan energía eléctrica que se utilizan para hacer funionar aparatos eléctricos convencionales. Los paneles solares, a su vez, están hechos de celdas solares individuales. Pero, ¿Cómo se convierte la energía solar en energía eléctrica en una celda solar? Conocemos como energía eléctrica, a la energía transportada por la corriente eléctrica. La corriente eléctrica no es otra cosa que el movimiento ordenado o unidireccional de partículas que tienen carga eléctrica. Estas partículas con carga son los electrones de los atomos. Cada uno de los electones de un atomo posee carga eléctrica negativa.


¿Como se convierte la enegia solar en energia electrica?

efecto

Para que una celda solar proporcione energía se tiene que lograr que muchos electrones adquieran movimiento y salgan de la celda solar para hacerlos circular por un circuito. A este circuito se conecta un aparato eléctrico. Usemos como ejemplo un foco, cuando los electrones llegan al filamento del foco, lo hacen funcionar, en este caso, lo encienden.

Ahora bien, para lograr tener muchos electrones en movimiento ordenado en una celda solar, usamos la energía proveniente del Sol. La energía solar, puede, en principio, separar unos cuantos electrones del material de la celda solar y con estos electrones se puede obtener una corriente eléctrica. A este fenómeno físico se le conoce como efecto fotovolcaico y ocurre en materiales semiconductores como el silicio. Sin embargo la corriente eléctrica que se puede obtener bajo ciertas condiciones, de una pieza de silicio puro es demasiado pequeña y no puede usarse de manera practica. Por lo tanto el silicio puro es modificado químicamente agragandole pequeñas cantidades de otros elementos. Para tener una cantidad mayor de electrones que puedan moverse libremente hacia el circuito, se agrega fosforo. Al agregar fosforo al silicio se proporciona un electron adicional por cada atomo de fosforo. De manera similar, es posible agregar al silicio un elemento que proporciona un hueco, un espacio en donde falta un electron. Los huecos, al atraer a los elctrones facilitan su movimiento. Un elemento proporciona un hueco por cada atomo de boro agregado.

Asi, una celda solar se hace con una pieza de silicio, que se modifica agragando un poco de fosforo en un lado de la pieza y un poco de boro en el otro lado. Por diferencia de cargas eléctricas, negativas (electrones) y positivas (huecos) se establece dentro de la pieza de silicio un campo eléctrico. Este campo eléctrico proporciona una diferencia de potencial, o voltaje, similar al que se obtiene con una pila convencional. Ademas, al formarse el campo eléctrico, se establece una barrera para que los electrones no puedan pasar directamente desde el lado del fosforo hacia el lado del boro, los electrones tiene que moverse a través de un alambre que conecta a ambos lados.

El campo eléctrico de la celda esta siempre presenta en la celda solar. Este campo no depende de la luz solar. Luego, si se conecta la celda solar a un foco, se forma un circuito con la celda, el foco y los alambres que los unen. La celda se expone a la luz solar para que esta reciba energía del Sol. Esta energía es suficiente para liberar electrones de los atomos de fosforo.

Este proceso de liberar electrones ocurre de manera continua mientras la luz solar incida sobre la celda. Los elelctrones libres se mueven respondiendo al campo eléctrico presente en la celda solar. La diferencia de potencial o voltaje, hace que los electrones en la pieza de silicio sean rechazados desde el lado del fosforo y atraídos hacia el lado del boro. Y como los electrones no pueden pasar por dentros de la celda, estos se mueven por el circuito encendiendo el foco. De esta manera la energía de la luz solar se convierte en energía eléctrica.

Ahora ¿Cómo podemos aprovechar esta energía eléctrica?

La cantidad de energía eléctrica que se obtiene de una sola celda solar es pequeña. Existen algunos aparatos que pueden funcionar con estar enegia. Pero para la mayoría de las aplicaciones es necesario aumentar la cantidad de energía eléctrica. Esto se logra construyendo un panel solar con celdas solares individuales conectadas de tal forma que la energía proporcionada por cada una de las celdas se suma para obtener la energa total del panel.

convertir

Los paneles solares son entonces el componente fundamental de todo un sistema de generación de energía eléctrica el cual funciona gracias a la energía solar. Al sistema completo le llamamos sistema fotovolcaico .
Un sistema fotovolcaico puede instalarse ya sea conectado a la red de distribución de energía eléctrica o completamente independiente.

Los sistemas fotovolcaicos conectados a la red de distribución ayudan a disminuir el consumo de energía proveniente de la red ya que el sistema fotovolcaico es capaz de proporcionar al menos parte de la enegia eléctrica que necesitan los aparatos electrónicos. En caso de que el sistema sea independiente, es decir, que no este conectado a la red de distribución eléctrica, será necesario incorporar al sistema un un banco de baterías recargables, las cuales almacenaran energía proveniente de los paneles solares para luego utilizarla cuando estos no reciban la luz solar.

Un sistema fotovolcaico de este tipo se compone de los paneles solares, las baterías y un inversor. El inversor es un aparato que convierte la corriente directa producida por los paneles en corriente alterna utilizada por la mayoría de los aparatos eléctricos usados en el hogar. Además, el sistema utiliza un sistema de regulador de carga que se usa para controlar la cantidad de energía que se almacena en las baterías alargando asi su vida útil.

El sistema fotovolcaico se completa con cables de conexión, equipo de protección y soportes mecánicos. La configuración del sistema fotovolcaico mas utilizada es la que proporciona corriente alterna a los aparatos eléctricos. En esta configuración se conectan paneles solare directamente al regulador de carga y este se conecta al banco de banco de baterías recargables. el banco de baterias proporciona corriente directa asi que esta energía se lleva al inversor para convertirla en corriente alterna y posteriormente se distribuye la energía a la instalación eléctrica convencional de una casa o edificio donde se conectan aparatos electrónicos convencionales.
La siguiente figura muestra un esquema de conexión de un sistema fotovolcaico de acuerdo a esta configuración:

solar

energia

Fuentes:
revista de divulgacion cientifica del Cozyt volumen 4, pag 7 y 8

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Comentarios Destacados

13 comentarios - ¿Como se convierte la enegia solar en energia electrica?

@licha-congreso +4
Recomendado, y te dejo 3 puntitos. No está mal el post


corriente
@juanete57 +4
Me hacia falta. Gracias.